تشير المعلومات الجديدة حول المذنب البينجمي 3I/ATLAS إلى أن الجسم أقدم بكثير من نظامنا الشمسي. وتشير البيانات أيضًا إلى أنها نشأت في أبعد المناطق من القرص الكوكبي الأولي للنجم الأم، منذ وقت طويل.
في وقت سابق من هذا العام، أظهرت الدراسات التي أجراها مارتن كوردينر، من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا، باستخدام بيانات من تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST)، أن عمر 3I/ATLAS يتراوح بين 10 و12 مليار سنة. وهذا التقدير، المستند إلى نسب نظائر الكربون والديوتيريوم، يجعله أكثر من ضعف عمر نظامنا الشمسي، الذي يبلغ عمره 4.6 مليار سنة. في الآونة الأخيرة، أكدت التحليلات الجديدة التي أجراها مطياف UVES على التلسكوب الكبير جدًا (VLT) التابع للمرصد الجنوبي الأوروبي قياسات نظائر الكربون التي أجراها تلسكوب جيمس ويب الفضائي، كما كشفت أيضًا عن قياسات مهمة لنظائر النيتروجين.
النظائر هي أشكال من العناصر الذرية التي تختلف في عدد النيوترونات. على سبيل المثال، يحتوي الكربون-12 على ستة بروتونات وستة نيوترونات، بينما يحتوي الكربون-13 على ستة بروتونات وسبعة نيوترونات. وبالمثل، يحتوي النيتروجين-14 على سبعة بروتونات وسبعة نيوترونات، بينما يحتوي النيتروجين-15 على سبعة بروتونات وثمانية نيوترونات.
يمكن أن تنشأ هذه الأنواع من النظائر من خلال عمليات مختلفة قليلاً، في أوقات ومناطق مختلفة من المجرة. توفر نسبة هذه النظائر في الغازات التي يطلقها المذنب 3I/ATLAS من ذؤابته وذيله عند اقترابه من الشمس وتسخينه معلومات مهمة حول أصله ومساره.
وبالتالي، فإن الأجرام السماوية بين النجوم مثل 3I/ATLAS “هي نوع من الحفريات لعملية تكوين الكواكب التي حدثت بعيدًا جدًا، ولكن لدينا الفرصة للتحقيق فيها عن قرب”، كما قال عالم الفلك سيريل أوبيتوم، من جامعة إدنبره، في بيان.
اكتشف الفريق بقيادة Opitom، المسؤول عن مراقبة 3I/ATLAS باستخدام VLT، أن نسبة الكربون 12 إلى الكربون 13 أعلى من تلك الموجودة في المذنبات في نظامنا الشمسي أو حتى في الوسط النجمي المحلي. يتولد الكربون 13 بكميات أكبر من الكربون 12 مع مرور الوقت، عادة في النجوم العملاقة الحمراء. ولذلك، فإن الوجود الأكبر بكثير للكربون 12 مقارنة بالكربون 13 يشير إلى أن 3I/ATLAS تشكل منذ مليارات السنين، قبل أن يتراكم الكربون 13 بكثرة في جميع أنحاء المجرة. يعزز هذا الاكتشاف قياسات نظائر الكربون التي أجراها تلسكوب جيمس ويب الفضائي.
علاوة على ذلك، قام فريق أوبيتوم، بقيادة جان مانفرويد وداميان هوتسميكرز من جامعة لييج في بلجيكا، بقياس نسبة النيتروجين-14 إلى النيتروجين-15 في 3I/ATLAS، وهي أكثر من ضعف القيمة المسجلة في المذنبات الناشئة في نظامنا الشمسي. في الواقع، هذه النسبة شائعة عند الحواف الخارجية للأقراص المكونة للكواكب حول النجوم الشابة. يشير هذا إلى أن 3I/ATLAS تشكل على مسافة كبيرة من نجمه الأم، ربما في منطقة تعادل حزام كويبر.
وقال أرافيند كريشناكومار، عضو الفريق، من جامعة لييج أيضًا: “على عكس المذنبات الموجودة في نظامنا الشمسي، فإن هذا الزائر بين النجوم لديه نسب عالية بشكل استثنائي من نظائر الكربون والنيتروجين”.
تشير النماذج الحالية إلى أن الكواكب العملاقة المهاجرة يمكنها قذف أجسام صغيرة إلى الفضاء بين النجوم. ومع ذلك، فإن تكوين 3I/ATLAS في منطقة بعيدة جدًا عن نجمها، بعيدًا عن هذا النشاط الكوكبي المكثف، يشير إلى أنه ربما تم التقاطه بواسطة جاذبية نجم عابر ثم تم إلقاؤه في الفضاء السحيق.
كشف تلسكوب جيمس ويب الفضائي سابقًا أن 3I/ATLAS غني بأول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون مقارنة بالمياه. بالإضافة إلى ذلك، فهو يحتوي على تركيزات عالية بشكل مدهش من النيكل والحديد، وكمية كبيرة من الميثانول مقارنة بسيانيد الهيدروجين. وتشير كل هذه العوامل إلى أن المذنب تشكل في بيئة ذات ظروف وتركيب كيميائي مختلف بشكل ملحوظ عن تلك الموجودة في نظامنا الشمسي.
لسوء الحظ، لا يمكن إجراء قياسات مماثلة مع الجسمين الآخرين المعروفين حتى الآن: 1I/’Oumuamua لم يظهر أي إطلاق للغازات، و2I/Borisov كان خافتًا جدًا. ومع ذلك، يمثل 3I/ATLAS مؤشرًا رائعًا على أن دراسة المزيد من الأجسام بين النجوم التي تدخل نظامنا الشمسي يمكن أن تقدم لنا رؤى قيمة حول ظروف تكوين الكواكب في نقاط مختلفة في المكان والزمان في مجرتنا، درب التبانة.
واختتمت روزماري دورسي، عالمة الفلك في جامعة هلسنكي بفنلندا: “يوفر 3I/ATLAS فرصة مثيرة حقًا لدراسة تكوين نظام كوكبي آخر، والذي نشأ قبل وقت طويل من وجود شمسنا ونظامنا الشمسي”.
